PWN题中常见的seccomp绕过方法

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工欲善其事,必先利其器

先了解些前置知识

 

前置知识

在wiki上面 seccomp的说明如下,简而言之就是一个保护系统安全的一种机制,可以通过控制syscall,禁止掉一些危险的syscall

seccomp (short for secure computing mode) is a computer security facility in the Linux kernel. seccomp allows a process to make a one-way transition into a "secure" state where it cannot make any system calls except exit(), sigreturn(), read() and write() to already-open file descriptors. Should it attempt any other system calls, the kernel will terminate the process with SIGKILL or SIGSYS.[1][2] In this sense, it does not virtualize the system's resources but isolates the process from them entirely.

一般使用seccomp有两种方法,一种是用prctl,另一种是用seccomp

先说下第一种,他可以通过第一个参数控制一个进程去做什么,他可以做很多东西,其中一个就是 PR_SET_SECCOMP,这个就是控制程序去开启 seccomp mode,还有一个就是PR_SET_NO_NEW_PRIVS,这个可以让程序无法获得特权

prctl - operations on a process
prctl() is called with a first argument describing what to do (with values defined in <linux/prctl.h>), and further arguments with a significance depending on the first one

关于 PR_SET_NO_NEW_PRIVS 可以这样用,第二个参数为1就可

prctl(PR_SET_NO_NEW_PRIVS,1,0,0,0);

PR_SET_SECCOMP 可以这样

先定义好BPF 比如下面这样定义

    struct sock_filter st[]=
{
    {0x20 ,0x00, 0x00, 0x00000004},
    {0x15 ,0x00, 0x04, 0xc000003e},
    {0x20 ,0x00, 0x00, 0x00000000},
    {0x35 ,0x02, 0x00, 0x40000000},
    {0x15 ,0x01, 0x00, 0x0000003b},
    {0x06 ,0x00, 0x00, 0x7fff0000},
    {0x06 ,0x00, 0x00, 0x00000000}
};

然后通过再给sock_fprog结构体,然后传给 prctl做参数

struct sock_fprog sfg ={7,st};
prctl(PR_SET_SECCOMP,SECCOMP_MODE_FILTER,&sfg);

上面这个 sock_filter 结构体可以通过seccomp-tools dump出来,或者 seccomp_export_bpf导出

然后再说说 通过seccomp的函数来 开启 seccomp,先给出一个例子

{    scmp_filter_ctx ctx;
    ctx = seccomp_init(SCMP_ACT_ALLOW);
    seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_KILL, SCMP_SYS(execve), 0);
    seccomp_load(ctx);    
}
seccomp_init \\
scmp_filter_ctx seccomp_init(uint32_t def_action);
initialize the internal seccomp filter state, prepares it for use, and sets the default action based on the def_action parameter

可以看道 seccomp_init 返回的是一个 scmp_filter_ctx 的结构体

而有效的 def_action 有下面几种

SCMP_ACT_KILL
SCMP_ACT_KILL_PROCESS
SCMP_ACT_TRAP
SCMP_ACT_ERRNO
SCMP_ACT_TRACE
SCMP_ACT_LOG
SCMP_ACT_ALLOW

我们关注的应该是 SCMP_ACT_KILL 和 SCMP_ACT_ALLOW,一个是白名单,一个是黑名单

seccomp_rule_add 可以添加规则

int seccomp_rule_add(scmp_filter_ctx ctx, uint32_t action,
                            int syscall, unsigned int arg_cnt, ...);

arg_cnt 这个指令是指后面参数的个数,比如

rc = seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(read), 3,
                      SCMP_A0(SCMP_CMP_EQ, fd),
                      SCMP_A1(SCMP_CMP_EQ, (scmp_datum_t)buf),
                      SCMP_A2(SCMP_CMP_LE, BUF_SIZE));
rc = seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(write), 1,
                      SCMP_CMP(0, SCMP_CMP_EQ, fd));
rc = seccomp_rule_add(ctx, SCMP_ACT_ALLOW, SCMP_SYS(exit_group), 0);

分别是 3 ,1,0 个。然后后面的参数就是 comparison op,主要有下面几种

SCMP_CMP_NE
Matches when the argument value is not equal to the datum value, example:

SCMP_CMP( arg , SCMP_CMP_NE , datum )

SCMP_CMP_LT
Matches when the argument value is less than the datum value, example:

SCMP_CMP( arg , SCMP_CMP_LT , datum )

SCMP_CMP_LE
Matches when the argument value is less than or equal to the datum value, example:

SCMP_CMP( arg , SCMP_CMP_LE , datum )

SCMP_CMP_EQ
Matches when the argument value is equal to the datum value, example:

SCMP_CMP( arg , SCMP_CMP_EQ , datum )

SCMP_CMP_GE
Matches when the argument value is greater than or equal to the datum value, example:

SCMP_CMP( arg , SCMP_CMP_GE , datum )

SCMP_CMP_GT
Matches when the argument value is greater than the datum value, example:

SCMP_CMP( arg , SCMP_CMP_GT , datum )

SCMP_CMP_MASKED_EQ
Matches when the masked argument value is equal to the masked datum value, example:

SCMP_CMP( arg , SCMP_CMP_MASKED_EQ , mask , datum )

seccomp_load 其实就是应用 filter

下面是安装指令

sudo apt install libseccomp-dev libseccomp2 seccomp

 

CTF中常见的seccomp

第一种,也是最常见的,禁用了execve或者system

 0000: 0x20 0x00 0x00 0x00000004  A = arch
 0001: 0x15 0x00 0x04 0xc000003e  if (A != ARCH_X86_64) goto 0006
 0002: 0x20 0x00 0x00 0x00000000  A = sys_number
 0003: 0x35 0x02 0x00 0x40000000  if (A >= 0x40000000) goto 0006
 0004: 0x15 0x01 0x00 0x0000003b  if (A == execve) goto 0006
 0005: 0x06 0x00 0x00 0x7fff0000  return ALLOW
 0006: 0x06 0x00 0x00 0x00000000  return KILL

这种可以通过 open read write 来读取flag

可以看 高校战役的 lgd

第二种是禁用了 open,write,read

 0000: 0x20 0x00 0x00 0x00000004  A = arch
 0001: 0x15 0x00 0x09 0xc000003e  if (A != ARCH_X86_64) goto 0011
 0002: 0x20 0x00 0x00 0x00000000  A = sys_number
 0003: 0x35 0x00 0x01 0x40000000  if (A < 0x40000000) goto 0005
 0004: 0x15 0x00 0x06 0xffffffff  if (A != 0xffffffff) goto 0011
 0005: 0x15 0x05 0x00 0x00000000  if (A == read) goto 0011
 0006: 0x15 0x04 0x00 0x00000001  if (A == write) goto 0011
 0007: 0x15 0x03 0x00 0x00000002  if (A == open) goto 0011
 0008: 0x15 0x02 0x00 0x00000003  if (A == close) goto 0011
 0009: 0x15 0x01 0x00 0x0000003b  if (A == execve) goto 0011
 0010: 0x06 0x00 0x00 0x7fff0000  return ALLOW
 0011: 0x06 0x00 0x00 0x00000000  return KILL

open系统调用实际上是调用了openat,所以直接 调用openat,然后除了 read,write,其实还有两个

readv,和writev,这些就能绕过限制读取flag,有些连openat都禁用的可以 ptrace 修改syscall

这个能看 zer0pts CTF2020的sycall kit

第三种是 控制了 open,write,read的参数

比如最近的天翼杯里面的一道题

 0000: 0x20 0x00 0x00 0x00000004  A = arch
 0001: 0x15 0x00 0x0b 0xc000003e  if (A != ARCH_X86_64) goto 0013
 0002: 0x20 0x00 0x00 0x00000000  A = sys_number
 0003: 0x35 0x00 0x01 0x40000000  if (A < 0x40000000) goto 0005
 0004: 0x15 0x00 0x08 0xffffffff  if (A != 0xffffffff) goto 0013
 0005: 0x15 0x06 0x00 0x00000002  if (A == open) goto 0012
 0006: 0x15 0x00 0x06 0x00000000  if (A != read) goto 0013
 0007: 0x20 0x00 0x00 0x00000014  A = fd >> 32 # read(fd, buf, count)
 0008: 0x25 0x03 0x00 0x00000000  if (A > 0x0) goto 0012
 0009: 0x15 0x00 0x03 0x00000000  if (A != 0x0) goto 0013
 0010: 0x20 0x00 0x00 0x00000010  A = fd # read(fd, buf, count)
 0011: 0x35 0x00 0x01 0x00000004  if (A < 0x4) goto 0013
 0012: 0x06 0x00 0x00 0x7fff0000  return ALLOW
 0013: 0x06 0x00 0x00 0x00000000  return KILL

还有 HACK 2020里面的一道

line  CODE  JT   JF      K
=================================
 0000: 0x20 0x00 0x00 0x00000004  A = arch
 0001: 0x15 0x00 0x12 0xc000003e  if (A != ARCH_X86_64) goto 0020
 0002: 0x20 0x00 0x00 0x00000000  A = sys_number
 0003: 0x35 0x00 0x01 0x40000000  if (A < 0x40000000) goto 0005
 0004: 0x15 0x00 0x0f 0xffffffff  if (A != 0xffffffff) goto 0020
 0005: 0x15 0x0d 0x00 0x00000002  if (A == open) goto 0019
 0006: 0x15 0x0c 0x00 0x00000003  if (A == close) goto 0019
 0007: 0x15 0x0b 0x00 0x0000000a  if (A == mprotect) goto 0019
 0008: 0x15 0x0a 0x00 0x000000e7  if (A == exit_group) goto 0019
 0009: 0x15 0x00 0x04 0x00000000  if (A != read) goto 0014
 0010: 0x20 0x00 0x00 0x00000014  A = fd >> 32 # read(fd, buf, count)
 0011: 0x15 0x00 0x08 0x00000000  if (A != 0x0) goto 0020
 0012: 0x20 0x00 0x00 0x00000010  A = fd # read(fd, buf, count)
 0013: 0x15 0x05 0x06 0x00000000  if (A == 0x0) goto 0019 else goto 0020
 0014: 0x15 0x00 0x05 0x00000001  if (A != write) goto 0020
 0015: 0x20 0x00 0x00 0x00000014  A = fd >> 32 # write(fd, buf, count)
 0016: 0x15 0x00 0x03 0x00000000  if (A != 0x0) goto 0020
 0017: 0x20 0x00 0x00 0x00000010  A = fd # write(fd, buf, count)
 0018: 0x15 0x00 0x01 0x00000001  if (A != 0x1) goto 0020
 0019: 0x06 0x00 0x00 0x7fff0000  return ALLOW
 0020: 0x06 0x00 0x00 0x00000000  return KILL

这种限制 参数的 可以冲参数上有什么问题,去考虑,比如第二道

限制只能冲 0 读,那可以把 0 close 再open 就可以

然后第一道,也是fd 限制为0,但是

 0007: 0x20 0x00 0x00 0x00000014  A = fd >> 32 # read(fd, buf, count)
 0008: 0x25 0x03 0x00 0x00000000  if (A > 0x0) goto 0012

fd为4个字节就能绕过

第四种是限制了sys_number,看起来完全无法利用一样,但是可以用32位的绕过或者用0x400000+sys_number,这样好像是调用了32位的ABI

 0000: 0x20 0x00 0x00 0x00000004  A = arch
 0001: 0x15 0x00 0x07 0xc000003e  if (A != ARCH_X86_64) goto 0009
 0002: 0x20 0x00 0x00 0x00000000  A = sys_number
 0003: 0x15 0x05 0x00 0x00000002  if (A == open) goto 0009
 0004: 0x15 0x04 0x00 0x00000009  if (A == mmap) goto 0009
 0005: 0x15 0x03 0x00 0x00000065  if (A == ptrace) goto 0009
 0006: 0x15 0x02 0x00 0x00000101  if (A == openat) goto 0009
 0007: 0x15 0x01 0x00 0x00000130  if (A == open_by_handle_at) goto 0009
 0008: 0x06 0x00 0x00 0x7fff0000  return ALLOW
 0009: 0x06 0x00 0x00 0x00000000  return KILL

这种就是 没判断

if (A < 0x40000000)

导致了可以 0x40000000+sys_number绕过,sys_number |= 0x40000000

 0000: 0x20 0x00 0x00 0x00000000  A = sys_number
 0001: 0x15 0x04 0x00 0x00000001  if (A == write) goto 0006
 0002: 0x15 0x03 0x00 0x00000000  if (A == read) goto 0006
 0003: 0x15 0x02 0x00 0x00000009  if (A == mmap) goto 0006
 0004: 0x15 0x01 0x00 0x00000005  if (A == fstat) goto 0006
 0005: 0x06 0x00 0x00 0x00050005  return ERRNO(5)
 0006: 0x06 0x00 0x00 0x7fff0000  return ALLOW
 0007: 0x06 0x00 0x00 0x00000000  return KILL

如果没有 if (A != ARCH_X86_64) 这个可以同32位的shellcode绕过过,具体的可以参考下 SCTF2020里面的CoolCode ,利用 retfq 切换到32模式,来执行指令

可以 看 1

参考链接

一道 CTF 题目学习 prctl 函数的沙箱过滤规则

seccomp学习笔记)

seccomp_sys

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